海底管道清管測徑板變形風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及實(shí)施對(duì)策

李友行* 鄭松賢 李 斌 柳 斌 蘭學(xué)杰

（海洋石油工程股份有限公司）

0 引言

清管測徑是新鋪海底管道在投產(chǎn)準(zhǔn)備工作中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是在役海管完整性管理工作中的重要步驟，不僅可以清除海管內(nèi)的各種雜物，還可以通過觀察測徑板的狀態(tài)來判斷海管是否存在彎曲或者損壞等情況[1]。

在清管測徑作業(yè)時(shí)，通常會(huì)出現(xiàn)測徑板變形等情況，因所受影響因素較多，導(dǎo)致無法準(zhǔn)確判斷海管的實(shí)際狀態(tài)。因此，在清管測徑前需要對(duì)相關(guān)影響因素進(jìn)行分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并制定應(yīng)對(duì)措施，提高清管測徑的合格率。

1 測徑板變形風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

海管測徑作業(yè)通常是發(fā)射加裝鋁制測徑板的測徑清管器，檢測管道內(nèi)壁是否發(fā)生變形。測經(jīng)清管器的主要組成結(jié)構(gòu)包括支撐架、密封皮碗、支撐板、測徑板。其中，測徑板為一定尺寸規(guī)格的圓形鋁板，將外邊緣12等分。測徑清管器在管道中運(yùn)行，經(jīng)過管道變形位置時(shí)，由于海管內(nèi)徑變小，鋁制測徑板與管道內(nèi)壁發(fā)生碰撞，導(dǎo)致測徑板變形。清管器到達(dá)收球筒后取出，通過分析測徑板的變形與損傷情況判斷管道是否存在失圓、皺痕、凹坑或其他變形情況[2]。

清管測徑作業(yè)涉及水上生產(chǎn)系統(tǒng)和水下海底管道，流程復(fù)雜，測徑板發(fā)生變形的風(fēng)險(xiǎn)較高，為了提高清管測徑一次合格率，需要系統(tǒng)地開展風(fēng)險(xiǎn)管理及過程控制。

1.1 風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)

結(jié)合海底管道清管測徑施工工藝，從“人員、設(shè)備、材料、方法、環(huán)境”5個(gè)方面對(duì)施工過程進(jìn)行分析，對(duì)可能導(dǎo)致測徑板變形的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行辨識(shí)，見表1。

表1 測徑板變形風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)清單

1.2 風(fēng)險(xiǎn)分析

對(duì)測徑板變形風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)清單上的各種風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析。

（1） 海管焊接質(zhì)量存在缺陷

在焊接過程中，如果電壓過低或焊接溫度過高，液體金屬凝固較慢，則會(huì)在自重作用下形成焊瘤。直板測徑清管器在海管中運(yùn)行時(shí)，測徑板碰到焊瘤，導(dǎo)致某個(gè)方向的測徑鋁板出現(xiàn)變形，如圖1所示。

圖1 由于焊瘤影響測徑板變形圖

（2） 海管內(nèi)存在雜物

海管鋪設(shè)作業(yè)通常包括平管鋪設(shè)、立管安裝和膨脹彎安裝3個(gè)階段。在海管鋪設(shè)過程中，由于施工人員作業(yè)不規(guī)范或風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)不強(qiáng)，施工過程中會(huì)在海管內(nèi)掉落雜物。在立管和水下膨脹彎安裝過程中，施工人員在水面以下作業(yè)，由于作業(yè)條件限制，可能出現(xiàn)在海管內(nèi)遺落螺栓或螺母等情況。測徑清管器在海管中運(yùn)行時(shí)，測徑板撞擊到雜物，導(dǎo)致測徑板局部變形，嚴(yán)重情況下甚至造成卡堵，如圖2所示。

圖2 海管雜物影響測徑板變形圖

（3） 測徑板尺寸不正確

通常海管清管測徑規(guī)格書和相關(guān)規(guī)范要求測徑板尺寸為海管最小內(nèi)徑的97%。但是針對(duì)小管徑的海管，還需要考慮制造公差、橢圓度等因素，否則會(huì)造成測徑板直徑偏大，海管清管測徑時(shí)測徑板與海管內(nèi)壁摩擦增大，導(dǎo)致測徑板整體變形[3]。

同時(shí)，如果清管器設(shè)備自身質(zhì)量過重，皮碗極易局部嚴(yán)重磨損，設(shè)備重心下移，導(dǎo)致測徑板中心也下移，下部容易受到刮蹭或撞擊損壞。

（4） 清管器運(yùn)行速度過快、壓力過大

清管器運(yùn)動(dòng)速度越大，在經(jīng)過彎頭時(shí)產(chǎn)生的離心力越大，當(dāng)離心力超過清管器前支撐板的屈服極限時(shí)，前支撐板發(fā)生變形，測徑板就會(huì)與彎頭側(cè)內(nèi)壁相撞。因此，當(dāng)測徑清管器以過快速度通過彎頭時(shí)，容易出現(xiàn)因撞擊造成的測徑板變形，尤其在經(jīng)過大角度彎管時(shí)，測徑板容易受到損傷，從而導(dǎo)致測徑檢驗(yàn)不合格[4]。

（5） 清管測徑流程影響

利用海上生產(chǎn)平臺(tái)固定式收發(fā)球筒進(jìn)行清管測徑時(shí)，球筒上安裝過球指示器，如果過球指示器伸入球筒內(nèi)部太長，會(huì)對(duì)測徑板造成損傷。收發(fā)球筒前的球閥如果沒有完全打開，清管球撞擊閥芯也會(huì)對(duì)測徑板造成損傷[5]。

1.3 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

采取專家咨詢的方式，組織技術(shù)專家、項(xiàng)目管理專家，對(duì)清管器測徑板變形風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，如表2所示。

表2 風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

2 測徑板變形風(fēng)險(xiǎn)控制及實(shí)施對(duì)策

通過對(duì)測徑板變形的影響因素進(jìn)行分析，從“人、設(shè)備、材料、方法、環(huán)境”5個(gè)方面進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制，制定實(shí)施對(duì)策。

2.1 人員管理

控制施工人員作業(yè)行為是提高海管清管測徑合格率的重要措施。施工人員應(yīng)熟練掌握設(shè)備操作規(guī)程，避免操作失誤對(duì)清管測徑工作造成不良影響。

海管施工前應(yīng)制定嚴(yán)格的工作制度，施工人員應(yīng)加強(qiáng)施工規(guī)范的學(xué)習(xí)，做好施工期間的管內(nèi)雜物清理工作，施工前后清點(diǎn)攜帶的工具，避免將施工工具遺忘在管道中。在安裝膨脹彎或立管時(shí)，應(yīng)注重施工細(xì)節(jié)，防止在海管內(nèi)掉落雜物。

2.2 設(shè)備管理

海管清管測徑前，合理選擇施工設(shè)備。

針對(duì)不同尺寸海管，控制清管設(shè)備的流量和壓力，使用海水作為介質(zhì)推動(dòng)測徑清管器運(yùn)行時(shí)，控制清管器運(yùn)行速度為0.5～1 m/s，避免因速度過快造成測徑板損傷。

采用壓縮空氣作為推動(dòng)介質(zhì)時(shí)，控制空壓機(jī)輸氣量和壓力，并對(duì)清管器運(yùn)行速度進(jìn)行計(jì)算，調(diào)節(jié)收球筒放空閥開啟程度，確保清管測徑器的運(yùn)行速度在預(yù)定的范圍內(nèi)。

2.3 材料管理

施工人員要加強(qiáng)材料檢查工作，確保清管器質(zhì)量。采購測徑清管器時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)技術(shù)要求書的審核，驗(yàn)收時(shí)認(rèn)真對(duì)照清管測徑作業(yè)指導(dǎo)書、材料設(shè)備技術(shù)規(guī)格書，確保選用的清管器滿足最小曲率半徑要求。

在選擇測徑清管器時(shí)盡量選擇雙向直板清管器，清管器整體采用輕便型骨架，既能有效減輕設(shè)備自身質(zhì)量，減小清管器運(yùn)行時(shí)皮碗與海管內(nèi)壁之間的摩擦阻力，同時(shí)也具有較好的支撐性，確保測徑板始終與管道同心。測徑板安裝在雙向直板清管器尾端第一塊密封盤的前面，測徑板與密封盤之間安裝墊圈以增加測徑板回彎的空間。

2.4 工藝管理

在分段高差比較大、彎頭比較多的情況下，為避免清管器過彎頭時(shí)瞬時(shí)高速運(yùn)行，減少清管器與海管內(nèi)壁的劇烈摩擦碰撞，一般通過控制末端閥門建立適當(dāng)?shù)谋硥海档颓骞芷鞯乃矔r(shí)沖擊速度，減少對(duì)測徑板產(chǎn)生不必要的損傷。

在清管器運(yùn)行過程中，要注意觀察管道壓力與瞬時(shí)流量的曲線關(guān)系。在瞬時(shí)流量穩(wěn)定不變的情況下，壓力陡然增加到高點(diǎn)，達(dá)到測徑板塑性變形所需的壓力，說明清管器在管道運(yùn)行過程中測徑板發(fā)生變形。如果流量和壓力相對(duì)穩(wěn)定，流量變大，壓力隨之變大，說明測徑板狀態(tài)良好。

采用平臺(tái)上固定式收發(fā)球筒進(jìn)行清管測徑時(shí)，需調(diào)整好過球指示器伸入收球筒內(nèi)的長度，在確保過球指示器能夠正常工作的前提下，減少對(duì)測徑板的損傷。清管測徑前對(duì)球閥的開度進(jìn)行仔細(xì)檢查，確保球閥處于全通徑的狀態(tài)。

2.5 環(huán)境管理

海管清管測徑工作受環(huán)境影響因素較大，為防止施工環(huán)境給清管測徑工作造成不利影響，現(xiàn)場施工人員應(yīng)做好管道的保護(hù)工作，避免其他雜物進(jìn)入海管。在立管安裝過程中，應(yīng)使用臨時(shí)盲板封堵管口，防止現(xiàn)場施工時(shí)向海管內(nèi)掉落雜物，影響測徑效果。

在發(fā)射測徑清管器之前，被檢測海管應(yīng)首先發(fā)射常規(guī)清管器對(duì)管道進(jìn)行清理，把遺留在管道內(nèi)的淤泥、鐵銹、焊渣等雜質(zhì)清除完全，保證管道內(nèi)清潔。

在帶測徑板的清管器裝入發(fā)球筒和取出收球筒的過程中，注意觀察周圍環(huán)境，避免損傷測徑板。

3 結(jié)語

本文采用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法對(duì)海管清管測徑板變形的影響因素進(jìn)行分析，結(jié)合項(xiàng)目工作經(jīng)驗(yàn)，從人員、設(shè)備、材料、工藝、環(huán)境方面提出實(shí)施對(duì)策。通過風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)分析，能夠發(fā)現(xiàn)清管測徑過程中存在的問題，得到較為客觀可行的應(yīng)對(duì)措施，對(duì)提高海管清管測徑合格率具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。